尼尔森选矿机回收尾矿中金属金的工业试验研究

＊关涛 徐宁 冯雪磊 宋考树 韩宇杰 何立敏

（山东黄金矿业（玲珑）有限公司 山东 265406）

我国矿产资源丰富，金矿资源是国家重要的战略资源，是国民经济稳定发展和国家安全的重要保障。随着矿产资源的不断开发利用，贫细杂的矿石特点越来越突出，低品位难处理金矿资源成为重要的开发对象。传统的重选设备如跳汰，溜槽富集比低，摇床的生产率能力小，因此在一定程度上阻碍了重选的推广使用。浮选需要合适的入选粒度，对于粒度大于60目的金属矿含金矿物，浮选很难将其回收，选矿药剂的使用增加了选矿成本，同时也造成环境污染。氰化或是混汞对人的健康和环境带来危害，应用也受到极大限制。

尼尔森选矿机是一种基于离心原理的强化重力选矿设备。在高倍强化的重力场内，比重大和比重小的矿物的重力差别被成倍的放大，这就使得轻重矿物比自然重力场下更容易分离，同时特殊设计的物料床层结构，在流态化水和干涉沉降的相互作用下，能够持续地保持松散状态。在上述分选条件下，轻矿物颗粒在选别床层中占据的位置被重矿物颗粒取代而保留下来，轻矿物颗粒则作为尾矿被排出，实现了矿物颗粒按比重分选。

本文开展了尼尔森重选在玲珑金矿黄金尾矿中的工业实验，玲珑金矿选矿厂所处理的矿石主要来自于四个不同的矿区，其中三个矿区的矿石性质为石英脉型，另一个矿区为蚀变岩型，差异较大。为此如何利用高效率的设备和先进的工艺对浮选尾矿进行再选，对充分利用矿山资源，提高选矿回收率，增加企业效益有着重要的意义。

1.试验

（1）玲珑选矿厂工艺流程与指标。玲珑金矿选矿厂生产流程可分为碎矿、磨浮、排尾、金精矿脱水四个工序。碎矿工序为粗碎后进行预先筛分的三段一闭路工艺流程，两套细碎-筛分设备平行作业形成闭路循环，采用分料器进行分料。在磨浮工序中，磨矿为一段闭路磨矿，浮选为一次粗选、一次精选和三次扫选。金精矿脱水为浓密机与压滤机组成的联合脱水流程。尾矿输送为1#、2#、3#泵共用一个搅拌槽，4#、5#泵共用另一个搅拌槽，一级泵将尾矿输送至尾矿库或充填站。玲珑选矿厂浮选工艺指标见表1，2020年比2019年累计原矿品位同比下降0.11g/t，累计精矿品位同比下降3.03g/t，累计尾矿品位同比下降0.0043g/t，累计回收率同比下降0.23%（原矿品位下降，回收率降低），累计选矿比下降0.1%。

表1 2019年—2020年浮选指标

（2）工业试验。本次试验于玲珑选矿厂磨浮厂房内进行，尼尔森选矿机入选原料为浮选流程尾矿。经改造后，浮选尾矿进入φ250浓缩旋流器，溢流浓度约20%～23%，底流产品经过尼尔森选矿机实现分选，处理量约35t/h，具体生产流程如图1所示。尼尔森选矿系统给水由阀门及流量计控制。矿量计量由调节给矿口数量、泵运转频率及流量计实现。经尼尔森选矿机分选所得精矿通过人工收集进行取样化验，尼尔森尾矿经过自流回到生产尾矿箱，全部试验过程完全符合生产实际的情况。具体试验流程如图1所示。

图1 具体生产流程

2.尼尔森分选机直接重选试验

（1）富集时间的影响。富集时间对分选结果的影响如表2所示，通过试验数据及曲线进行分析，产率曲线基本在30min开始转折趋向稳定，富集品位在30min基本达到上限，金属量在30min最高。因此，试验确定富集时间为30min。

表2 尼尔森富集时间试验数据

（2）水量试验。通过两次水量试验分析及与前期试验对比，水量在18m³/h至22m³/h富集品位和回收金属量较好。提高水量有利于提高精矿品位，然而水量过大会导致精矿回收率有所下降。因此，在综合考虑经济效益的情况下，确定水量按18m³/h作为试验结论。

3.尼尔森分选机—旋流器联合重选试验

（1）浓缩旋流器选择依据。经对尼尔森精矿和浮选尾矿进行粒级及金属分布分析，见表4和表5。精矿中-200目含量为7.42%，金属占有率为1.68%，占比较小。尾矿中-200目含量为47.73%，金属占有率为36.18%。通过筛析数据可以看出，尼尔森选矿机精矿主要为+200目粒级，-200目以下占比较小，-400目基本不存在，而尾矿中-200目+400目粒级金属量仅占比2.43%，因此，可以对尾矿进行分级，以200目为界，通过沉砂进入尼尔森选矿机、溢流直接返回尾矿的形式提高系统整体处理量。根据KC-XD30尼尔森选矿机处理能力，计算得出旋流器型号为FX-250，对试验系统进行改造进行联合试验。旋流器试验实际工作参数：压力0.08～0.1MPa，沉砂浓度72%～75%，溢流浓度21%～24%，沉砂产率71%～73%。

表3 尼尔森水量试验数据

表4 尼尔森精矿粒级筛析结果

表5 浮选尾矿全粒级筛析结果

（2）富集时间试验。通过旋流器沉砂富集时间试验，富集时间分别为15min、20min、30min，对应的回收金属量分别为234.68g、280.90g和324.19g，30min在保证产率的前提下，回收金属量最高。因此，确定旋流器沉砂试验富集时间为30min。

（3）水量试验。根据前期水量试验结果，在富集时间为30min情况下，对给水量18m³/h、22m³/h和25m³/h进行3次综合对比试验，从结果情况来看，给水量22m³/h回收金属量为668.83g，效果要好于给水量为18m³/h时的156.954g回收金属量。因此，确定旋流器沉砂给水量22m³/h。

（4）处理量试验。根据试验结果，给矿量分别为15t/h、20t/h、25t/h和28t/h，对应的回收金属量分别为431.39g、557.45g、652.60g和439.69g，给矿量25t/h回收效果最佳，因此，确定尼尔森-旋流器联合试验给矿量为25t/h。结合前期全尾试验结果，25t/h已基本达到KC-XD30选矿机处理量上限，按照沉砂产率70%计算，联合工艺试验最大尾矿给矿量为35t/h。

4.经济效益分析

按7000t/d尾矿量进行核算，在排除富集锥和水质影响因素，综合多次试验结果，全尾尼尔森试验月回收金属量为693g，平均产率20.29‱，平均品位1.63g/t，日产精矿14.2t；尼尔森配合旋流器组月回收金属量为649g，平均产率9.33‱，平均品位3.31g/t，日产精矿量6.5t。按工艺流程的回收率及返金率计算黄金的年产量，则预计年可多产黄金量为0.649kg/月×92%×96%×12月=6.878kg/年。黄金价格按380元/g，则年增加收益约261万元。尾矿再选主要材料为絮凝剂，用电、用水以及人工成本，选矿成本见表6。按照常规价格，年总成本为219.76万元，由此计算年经济效益为41.24万元。

表6 直接作业成本表

5.结论

尼尔森选矿机重选工艺在黄金尾矿具有较好的回收效果。试验结果表明，尼尔森选矿机适应于粗颗粒含金尾矿的分选过程。尾矿经旋流器分级后，精矿平均品位由1.63g/t提升至3.31g/t，按7000t/d尾矿量进行核算，玲珑选矿厂年新增经济效益约为41.24万元。